公路隧道塌方处理方法探究

周四方

（四川公路桥梁建设建设集团有限公司公路三分公司， 成都 610200）

0 引言

伴随全局经济发展迅猛，国力逐渐壮大，国家政策一直在调控，开展多项符合国情的政策方针。各项隧道工程逐渐浮现，让我们明白了建成高速公路地下通道、铁路地下通道、城市地下通道和地下轨道都是国情发展的必经之路。工程量逐渐变大，要求的技术也越来越复杂。但是也会出现很多不可预测的问题，我们现在拿公路地下通道举例，公路隧道规模很大，施工者对于自身技术也非常自负、对地情预测不明、防护方法不当等原因造成隧道坍塌问题非常多。由于坍塌时处理的方法不合适而发生的问题也占据了很大一部分，造就了很多不必要的人财伤亡。当务之急，就是如何在施工中避免坍塌。本篇文章就是告诉我们，在不同的案例中使用什么样的方法。

1 薄壳法

薄壳法的施工原理来源于桥梁施工方法，选取固定比例的土石堆砌需要用到的形态，然后在经过沉淀降温后得到土石模型，土石模型上还需要一层混凝土，等待混凝土形态半干，可以对其进行雕刻形态后，在除去土石模型。是完全借鉴桥梁建筑原理，所以薄壳法也叫土石模法。

隧道发生塌方事故后，碴堆的高低与隧道开挖洞顶的高低基本水平。隧道发生塌方事故后塌方内部掉碴频率快，对施工人员相对危险。隧道支撑点比较稳定（隧道两侧墙），能支撑薄壳体自身重量和下落物块的冲击力。

杭州市南山路和路虎路风景区为缓解堵车情况，建立一九曜山隧道。双向车道全长890m，宽9m，高7.08m，横跨12.2m，隧道所用的围岩泥质粉岩为主，中间混用砂岩、泥岩和石英砂岩。发生塌方，塌方量大约2000m3，塌腔高约12m，塌腔宽16.5m。设计开挖洞顶标准高度与碴体高度基本水平，塌方内部掉碴频率快，对施工人员相对危险。

先用钢拱架支撑保护塌方后段隧道，防止塌方面积扩大。塌方渣堆与开挖边线相近，用简易的土石模型，长2000宽800高200的钢筋笼铺设在土石模上。发生塌方事故处理结束后需要衬砌施工，衬砌形态强度可以进行设计后，在进行回灌混凝土。

2 回填法

回填法―隧道发生塌方事故后用衬砌方法灌实后，在用开挖方法并且及时配合支护法完成回填法。

隧道塌方设计开挖洞顶标准高度高于塌方碴体，土模很难成型。隧道发生塌方事故后内部掉碴频率快，施工人员不能进入，施工现场危险性高。塌方内部体积小，混凝土回填量均匀。宝鼎1号隧道进口端右线K10+240～K13+780段原设计为Ⅲ级围岩，围岩以中风化～微风化石英闪长岩夹辉绿岩岩脉为主，属半坚硬岩，裂隙一般不发育，岩体以块状或巨块状为主，地下水贫乏，隧道渗水量随季节变化，地下水以点滴状渗出为主。

2017年7月1日K10+331拱顶围岩发生坍塌。围岩为石英闪长岩夹辉绿岩，受地质构造强烈影响，段内岩体结构大部分破坏，节理裂隙极发育，岩体被切割成许多碎块体，岩体结构呈散体状，拱顶及掌子面有裂隙水呈线状流出，对拱顶进行不停冲刷，使得拱顶围岩稳定性变差，隧道开挖后发生坍塌。K10+305～K10+331段落右侧发生严重变形，喷射混凝土开裂、掉块。段落右侧发生严重变形，喷射混凝土开裂、掉块。

回填法技术措施：为确保施工安全和质量。经业主、设计、监理、施工四方现场勘察，会审决定：对塌方体采用10cm厚C20喷射混凝土进行封闭，并采用φ 42小导管进行注浆加固，保证塌方体的稳定性，避免二次坍塌。对掌子面后方K10+305～K10+331段采用临时护拱，临时护拱采用I18临时钢架，间距0.8m，两侧各打设2根φ42锁脚锚管。同时对K10+305～K10+331段上半断面采用φ42径向注浆进行径向注浆加固，小导管长度3.5m，间距1m*1m，按梅花形布置。

掌子面前方20m段围岩级别由原设计的Ⅲ级围岩变更为Ⅴ级围岩，衬砌采用Ⅴ浅型衬砌；超前支护采用φ89中管棚+φ42超前小导管支护，中管棚长度9m，设置3环，纵向间距6m，环向间距0.3m；小导管4.6m，纵向间距1.2m，环向间距0.3m；系统锚杆采用φ42注浆锚管代替φ22药卷锚杆。掌子面前方施工采用台阶法预留核心土开挖，循环进尺不得大于1榀钢架间距，后续施工过程可根据围岩情况对掌子面进行封闭处理。在掌子面增设一30m长φ108超前取芯钻孔，探明前方围岩情况。施工过程中应加强监控量测工作，发现异常立即上报各参建单位。在掌子面后方加固措施未施作完成前，掌子面不得施工作业。未避免左右洞施工干扰，左右洞掌子面错开20m。严格按照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”原则施工。

3 注浆法

注入泥浆的方法-地下通道坍塌之后在碎物里加洋灰和泡化碱溶液或者是含有洋灰成分的浆液，加入这些液体后，能和坍塌后的碎碴结合成新的完整的物体，非常坚固以便以后对其进行挖掘。

3.1 使用条件

地下通道坍塌以后，坍塌后的碴体过多，塌方的太高，远超过隧道的最高点。隧道坍塌后，没办法进入里面，也没有办法对其回填。

3.2 工程实例

青海省河卡山工程，地质情况十分复杂，坍塌后的杂质特别多，并且碴体堆起的高度，超过了隧道标准的高度。不让外界人或者物体进入到塌方范围内，以便注浆以后仍然保持原样。使用长管绷法在塌方处加入泡化碱溶液，所有或者分段凝固。换成小导管再次凝固。等凝固的强度达到标准的要求，分台阶重新开挖。从坍塌的地方开始挖掘，并且向两手边延伸；凝固高度并且回填。

4 支护法

理论方法：坍塌以后塌方地方保持完好可以迅速支护可以过去塌方这一段。使用条件为发生塌方情况较好，发生塌方规模、体积小。湖北省北海路的工程，道宽7.5m，高6.35米，长10.5米。该隧道穿越的地质层和地质构造如下：第四系残坡积成固形和白垩系下统五组（K1W）属于河湖相马固的碎岩，浅红——紫红色泥质粉砂岩、粉砂岩为主夹粉砂泥质岩，厚度大约超过500m，为区内的基岩地层。岩层倾向东南（100-130度），倾角5度至8度，属于缓倾单斜构造，岩层倾向于隧道地板基本水平，塌方量约为270平方米。附近10km内没有大范围断层。隧道塌方高度4m，宽约6m，塌方量约270m3。支护法技术措施：要做的第一步是对塌方的地方加入钢纤维混凝土，稳定塌腔并对其封闭。第二步在那个地方安上钢材料的拱架和脚锚杆并且在拱架的背面散布钢筋网。第三部在拱架上喷撒砼。第四步在之前留的孔灌注同样的砼。

5 结语

隧道施工，尤其是大断面隧道施工，必须要将施工原理尽可能的了解，避免出现塌方的事故，隧道塌方会对人们生命财产造成不可估量的危害，因此应超前地质预报工作和预防塌方是施工中最重要的工作。根据实际情况及时选取最合适的解决措施，以便有效控制塌方。施工过程中保证质量，保证安全，为交通事业的发展而竭心尽力。公路隧道塌方处理方式的有效应用，不仅可以为现场施工人员提供安全的施工环境，同时还有利于工程项目建设施工工作开展，要不断的加强研究力度，在实践中总结经验，从而创造出更多的有效处理方式，促进公路工程项目建设施工水平提升。

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